智慧水務系統模型平臺:標準化、模塊化、云服務的技術規范與應用
發布日期:2024-05-09?瀏覽次數:作者:小編
根據“標準化、模塊化、云服務”的需求,智慧水務系統制定了模型平臺開發、模型調用、共享和接口等技術規范。模型平臺涵蓋水利專業、智能識別、可視化和模擬仿真引擎四大類。
一、智慧水務專業模型包括機理分析、數理統計和混合模型三類:
機理分析模型:基于水循環規律,利用數學語言和方法描述物理流域要素及其關系的數學模型。例如,利用Navier-Stokes方程模擬河流或管道中的水流動行為,從而預測水流參數,為水利工程設計和優化提供支持。
數理統計模型:基于數理統計方法,從大量數據中挖掘要素關系并進行分析預測。例如,S-H模型利用降雨、土壤、土地利用等參數進行統計估算徑流產生量,以支持水資源管理和洪水預測。
混合模型:將機理分析和數理統計相結合,形成系統化的數學模型。例如,水資源系統模型整合地下水、水文和水資源管理子模型,綜合考慮自然和人為因素,為水資源管理和水災風險評估提供決策支持。
水利專業模型涵蓋了水文、水力學、水質、水資源、洪水、地下水、水土保持、泥沙動力學、水利工程安全等方面。
二、AI智能識別技術是指運用人工智能和機器學習手段來處理水利數據,分析遙感圖像、視頻信息以及語音數據,以實現對水文和水資源的自動識別、分類、預測或優化。借助遙感技術,可以獲取水利工程區域的高清影像,識別水體、河流、湖泊、水庫等水域信息。視頻數據分析則可以提取關鍵幀中的重要信息,例如水位變化、洪水范圍等,為洪水預測和水位監測提供支持。語音數據分析則可以用來監測水利設施的運行狀態,例如利用語音識別模型來監控水泵、閥門等設備的工作情況。
三、可視化模型涵蓋自然背景、流場動態、水利工程以及水利機電設備等,通過可視化技術來展示水利場景的不同應用。自然背景部分包括河流、湖泊、地下水體、植被及建筑物等,通過這些模型可以展示流域的地形、土地利用和植被覆蓋情況,有助于分析地貌特征和水文氣象條件。流場動態模型主要涵蓋水流、泥沙運動、潮汐和臺風等,利用計算流體力學技術來模擬水流在水利工程中的動態狀態,展示速度、流向和壓力等。水利工程模型涉及水庫、水閘、堤壩、水電站、泵站和灌區等,使用CAD軟件和三維建模技術來展示工程結構和功能布局。水務機電設備模型包括水泵、啟閉機和閘門等,通過三維建模和動畫技術來展示設備的結構、工作原理和運行狀態。
四、模擬仿真引擎基于數據底板,通過虛擬現實、增強現實、混合現實和全息現實等技術,實現數字孿生流域與物理流域的同步仿真,包括模型管理、場景配置和模擬仿真等功能。
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